Materi kelas 12 " USAHA DAN ENERGI " By : Audri Chika Dianti Hana Amany Viady Dwito Bintoro Muhammad Rafly

1. USAHA DAN ENERGI
KELAS : XII IPA 3
ANGGOTA KELOMPOK :
1. AUDRI CHIKA DIANTI
2. DWITO BINTORO
3. HANA AMANY VIADI
4. MUHAMMAD RAFLY

2. USAHA
USAHA adalah besarnya energi untuk merubah posisi yang diberikan gaya pada benda atau objek.
Usaha yang dilakukan suatu objek didefinisikan sebagai perkalian antara jarak yang ditempuh dengan gaya
yang searah dengan perpindahannya.
W = F. S
W = usaha yang dilakukan (joule = J)
F = gaya yang bekerja (newton = N)
s = perpindahan (meter = m)

4. Terdapat dua persyaratan khusus mengenai
definisi usaha dalam Fisika ini. Pertama, gaya yang
diberikan pada benda haruslah menyebabkan benda
tersebut berpindah sejauh jarak tertentu.
Perhatikanlah Gambar disamping.
Gambar 1
◦ Walaupun orang tersebut mendorong dinding
tembok hingga tenaganya habis, dinding tembok
tersebut tidak berpindah. Dalam Fisika, usaha yang
dilakukan orang tersebut terhadap dinding tembok
sama dengan 0 atau tidak melakukan usaha pada
dinding tembok karena tidak terjadi perpindahan
pada objek kerja/usaha yaitu dinding tembok.

5. Agar suatu gaya dapat melakukan usaha pada benda, gaya
tersebut harus memiliki komponen arah yang paralel terhadap arah
perpindahan. Perhatikanlah Gambar berikut.
Gambar 2
◦ Putu menarik kereta api mainan dengan menggunakan tali
sehingga gaya tariknya membentuk sudut α terhadap bidang
horizontal dan kereta api mainan tersebut berpindah sejauh s.
Dengan demikian, gaya yang bekerja pada kereta api mainan
membentuk sudut α terhadap arah perpindahannya. Oleh karena
itu, besar usaha yang dilakukan gaya tersebut dinyatakan dengan
persamaan:
W = F cos α . s = F s cos α
dengan α = sudut antara gaya dan perpindahan benda
(derajat).

7. ENERGI
ENERGI adalah suatu ukuran kesanggupan benda tersebut untuk melakukan suatu
usaha. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi energi dapat diubah
dari satu bentuk energi ke bentuk energi yang lain. Satuan untuk mengukur energi adalah joule
(J).

8. Energi Potensial Gravitasi
Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh benda karena pengaruh tempat atau
kedudukan benda tersebut. Energi potensial disebut juga sebagai energi diam karena benda
yang berada dalam keadaan diam dapat memiliki energi potensial. Jika sebuah benda
bergerak atau berubah posisinya maka benda tersebut mengalami perubahan energi
potensial.

9. Hubungan usaha dengan Energi Potensial dinotasikan dengan:
Dimana,
= perubahan ketinggian (m)
Contoh Soal
1. Berapakah energi potensial sebuah benda yang memiliki massa sebesar 10 kg yang berada pada
ketinggian 1,2 m, jika percepatan gravitasi bumi di tempat itu 10 m/s2?
Penyelesaian:
Dik: m = 10 kg
h = 1,2 m
g = 10 m/s2
Dit: Ep = …………?
Jawab:
Ep = m . g . h = 10 . 10 . 1,2 = 120 J

10. Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki oleh suatu benda karena pengaruh
gerakannya. Jadi setiap benda yang bergerak memiliki energi kinetik. Energi kinetik
benda yang bergerak adalah energi benda yang dimiliki oleh benda karena geraknya
(kecepatannya) yang secara matematis dirumuskan dengan:

11. Hubungan usaha dengan Energi Kinetik dinotasikan dengan:
Dimana,
= Usaha yang dilakukan benda (Joule)
= perubahan Energi Kinetik (Joule)
= perubahan kecepatan (m/s2)

12. Contoh soal :
1.) Sebuah balok bermassa 0,8 kg bergerak dengan kecepatan 9 m/s . tentukanlah
energy kinetic balok tersebut .
Diketahui : m = 0,8 kg
v = 9 m/s
Jawab :
EK = ½ m . V 2
EK = ½ (0,8) . (9)2
= 32,4 J

13. Energi Mekanik
Dalam proses melakukan usaha, benda yang melakukan usaha itu memindahkan energi yang
dimilikinya ke benda lain. Energi yang dimiliki benda agar benda itu dapat melakukan usaha
dinamakan energi mekanik.
Perhatikanlah gambar disamping. Beban yang ditarik
sampai di ketinggian h memiliki energi mekanik
dalam bentuk energi potensial. Saat tali yang
menahan berat beban digunting, energi berubah
menjadi energi kinetik. Selanjutnya, saat beban
menumbuk pasak yang terletak di bawahnya, beban
tersebut memberikan gaya yang menyebabkan pasak
terbenam ke dalam tanah. Beban itu dikatakan
melakukan usaha pada pasak. Dengan demikian,
energi mekanik dapat didefinisikan sebagai jumlah
energi potensial dan energi kinetik yang dimiliki oleh
suatu benda, atau disebut juga energi total.
Penulisannya secara matematis adalah sebagai
berikut.

14. Hukum Kekekalan Energi Mekanik
Benda yang jatuh bebas akan mengalami perubahan energi kinetik dan energi potensial gravitasi. Perhatikanlah
berikut.
Suatu bola dilepaskan dari suatu ketinggian sehingga
saat bola berada pada ketinggian h1 dari permukaan
tanah, bola itu memiliki v1. Setelah mencapai
ketinggian h2 dari permukaan tanah, kecepatan benda
berubah menjadi v2. Saat bola benda berada di
ketinggian h1, energi potensial gravitasinya
adalah EP1 dan energi kinetiknya EK1. Saat benda
mencapai ketinggian h2, energi potensialnya
dinyatakan sebagai EP2 dan energi kinetiknya EK2.
Anda telah mempelajari bahwa perubahan energi
kinetik dan energi potensial benda adalah usaha yang
dilakukan gaya pada benda.

15. Dengan demikian, dapat dituliskan:

17. ◦ Untuk lebih jelasnya, silahkan perhatikan video berikut :